Tipi di radioattività

I radionuclidi si disintegrano nei nuclidi-figli insieme all'emissione di particelle o radiazioni elettromagnetiche. Le emissioni nucleari fondamentali includono particelle alfa, particelle beta, positroni, neutroni, raggi gamma e raggi X.Una particella alfa è composta da due protoni e due neutroni, simili al nucleo di elio-4. Ciascuna di queste particelle ha una carica in più.

Il decadimento alfa riduce il numero atomico di due e il numero di massa di quattro, come la conversione del polonio-210 in piombo-206. Il decadimento beta-minus è un'emissione di elettroni ad alta energia dal nucleo mediante conversione di un neutrone in un protone. Il nuclide-figlia ha un protone aggiuntivo, e il suo numero atomico è maggiore di uno rispetto a quello del nuclide-genitore.

Durante il processo, il numero di neutroni diminuisce di uno;tuttavia, il numero di protoni aumenta di uno. Pertanto, il numero di massa rimane invariato. Il decadimento beta-plus è la conversione di un protone in un neutrone, che emette una particella caricata positivamente dal nucleo.

Questa particella ha la stessa massa di un elettrone, rendendola un'antiparticella dell'elettrone, ed è chiamata positrone. Il positrone emesso riduce di uno il numero atomico di un nuclide-figlia. Il positrone ha vita breve perché collide rapidamente con un elettrone e ambo le particelle vengono annichilite.

La loro energia viene rilasciata sotto forma di due raggi gamma da 511 keV. L'emissione di radiazioni gamma si verifica anche quando un nuclide-figlia eccitato decade al suo stato fondamentale nucleare. Pertanto, il decadimento beta-meno del cobalto-60 produce un nichel-60 allo stato eccitato, che emette due raggi gamma mentre scende allo stato fondamentale nucleare.

Il numero di massa e il numero atomico non cambiano durante il decadimento gamma. L'emissione di radiazioni gamma avviene in combinazione con altre reazioni di decadimento nucleare. L'emissione di neutroni è l'espulsione di un neutrone dal nucleo.

Può accadere spontaneamente, come il decadimento del berillio-13 a berillio-12, o in risposta al bombardamento di raggi gamma o particelle. Il numero atomico rimane invariato durante questo processo, mentre il numero di massa diminuisce di uno. La conversione del potassio-40 ad argon-40 esemplifica l'emissione di energia dovuta alla cattura degli elettroni.

Il nucleo di potassio cattura un elettrone interno nell'atomo, e un protone si converte in un neutrone. Un elettrone esterno scende al livello interno per riempire il posto vacante, caratterizzato da un'emissione di raggi X con un'energia corrispondente alla transizione. Il potere di penetrazione delle particelle alfa, che sono le più massicce delle particelle nucleari, è molto basso, mentre la radiazione gamma attraversa la maggior parte dei materiali.

I neutroni e le particelle beta possono essere bloccati con efficacia da materiali relativamente leggeri.